DE3932229A1 - Vorrichtung zum auffangen grober verunreinigungen in einem stroemenden medium mit einem sieb und einer rueckspueleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffangen grober Verunreinigungen in einem strömenden Medium, insbesondere im Kühlwasser von Kraftwerken, mit einem Sieb und einer Rückspül­ einrichtung, wobei die Rückspüleinrichtung auf der Zuströmseite des Siebes jeweils ein Siebsegment abdeckt.

Kühlsysteme von Kraftwerken, beispielsweise Kondensatoren und Wärmetauscher, sind verschiedenartigen Verunreinigungen aus­ gesetzt. Dabei sind insbesondere grobe Verunreinigungen von Interesse, da diese in ihrer Häufigkeit und Problematik über­ wiegen. Unter groben Verunreinigungen, dem sogenannten "Macrofouling", sind biologische Ablagerungen an den Wänden der Kühlsysteme sowie frei schwimmende Lebewesen und Schmutzgut zusammengefaßt. Die Auswirkungen der groben Verunreinigungen durch Verstopfen der Kühlrohre sind eine Erhöhung der Wasser­ geschwindigkeit im Bereich eingeklemmter Grobteile und ein An­ stieg des Druckverlustes mit entsprechender Reduzierung der Kühlwassermenge. Darüber hinaus ist eine Verminderung der Kühl­ fläche die Folge. Ein Anstieg von Temperatur und Druck in den Kühlsystemen führt zu einem nicht unerheblichen Leistungsabfall an einer angeschlossenen Turbine und ist daher äußerst unerwünscht.

In der Druckschrift "VGB Kraftwerkstechnik 1988", Heft 6, ist auf Seite 610 eine Vorrichtung zum Auffangen grober Verunrei­ nigungen im Kühlwasser von Kraftwerken beschrieben. Dabei ist ein Sieb in einem vom Kühlwasser durchströmten Rohr ortsfest an­ geordnet. Eine auf der Zuströmseite des Siebes rotierende Rück­ spüleinrichtung bestreicht nacheinander alle Segmente des Siebes. Die Rückspüleinrichtung wird über eine hinter dem Sieb nach außerhalb des Rohres geführte Welle von einem Motor angetrieben.

Vor dem Sieb ist eine Rückspulleitung durch das Rohr an die Rückspüleinrichtung geführt. Das der Selbstreinigung derartiger Vorrichtungen zugrundeliegende Rückspülprinzip beruht darauf, daß der Druck auf der sauberen Seite hinter dem Sieb höher ist als der Druck in der Rückspülleitung. Durch diese Druckdiffe­ renz entsteht ein rückwärts gerichteter Rückspülstrom, der An­ lagerungen von der Siebfläche löst und über die Rückspüleinrich­ tung aus dem Rohr transportiert.

Die bekannte Vorrichtung sieht die Verwendung eines feststehen­ den Siebes und einer schwenkbaren Rückspüleinrichtung vor. Dies erfordert allerdings eine aufwendige Mechanik für die schwenk­ bare Rückspüleinrichtung, die darüber hinaus mit einem externen Antrieb versehen ist. Die bekannte Vorrichtung ist praktisch auf Siebdurchmesser bis zu 1,5 m begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln unter Reduzierung des mechanischen Aufwands eine dauerhafte Reinigung eines strömenden Mediums ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Sieb um eine parallel zur Strömungsrichtung verlaufende Achse drehbar gelagert ist, daß das Sieb gleichzeitig Turbinenläufer einer Axialturbine ist und daß eine Rückspüleinrichtung ortsfest vor dem sich drehenden Sieb angeordnet ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch Drehen des Siebes bei gleichzeitig ortsfester Rückspül­ einrichtung der mechanische Aufwand gering ist und daß ein externer Antrieb der Rückspüleinrichtung eingespart ist, weil für die Drehbewegung des Siebes ein Teil der Strömungsenergie des Mediums in Rotationsenergie umgesetzt wird.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß radiale Stäbe im Sieb mindestens an ihrem äußeren Ende Turbinen­ schaufeln sind. Dadurch wird eine besonders einfache Ausführung des Siebes als Turbinenläufer erreicht.

Das Sieb kann nach einem anderen Beispiel mit von seinem Umfang radial nach innen gerichteten hinter der Siebfläche angeordneten Turbinenschaufeln bestückt sein. Ein solches Sieb hat eine be­ sonders große effektive Siebfläche.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Sieb an seinem Umfang mindestens an einigen Sektoren, vorzugsweise drei Sektoren, mit Turbinenschaufeln versehen ist. Bei einer derartigen Anordnung wird ein besonders großes Drehmoment erzeugt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß ein externer Antrieb eingespart wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Rohrleitung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 ein Sieb mit an seinem Umfang ringförmig angeordneten Turbinenschaufeln;

Fig. 3 ein Sieb mit in drei Sektoren angeordneten Turbinen­ schaufeln;

Fig. 4 ein Sieb mit turbinenschaufelartig ausgebildeten radialen Siebstäben und

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit hinter der Sieb­ fläche angeordneten Turbinenschaufeln.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den glei­ chen Bezugszeichen versehen.

Eine Vorrichtung 1 zum Auffangen grober Verunreinigungen in einem strömenden Medium ist in Fig. 1 dargestellt. In einem Rohr 2 ist ein Sieb 3 angeordnet. Das Rohr 2 ist Teil einer Leitung, die einen Kühlwassereinlauf über einen Kondensator oder einen Wärmetauscher anderer Art mit einem Kühlwasseraus­ lauf verbindet. Eine das Sieb 3 tragende Achse 4 ist in einer von drei Armen getragenen sternförmigen Halterung 5 befestigt. Auf der Achse 4 ist eine Nabe 6 des Siebes 3 gelagert. Es ist auch möglich, die Achse 4 im Zentrum des Siebes 3 zu befesti­ gen und ihr freies Ende in der Halterung 5 drehbar zu lagern. Die Halterung 5 ist mit dem Rohr 2 fest verbunden.

Das Sieb 3 ist gleichzeitig Turbinenläufer einer Axialturbine und wird durch ein in Richtung eines Pfeiles 10 strömendes Me­ dium angetrieben. Eine mögliche Ausführung des Siebes 3 ist Fig. 2 zu entnehmen. Am Umfang des Siebes 3 ist ein Kranz Turbinenschaufeln 7 befestigt. Sie sind radial nach außen ge­ richtet und nehmen die Ringfläche zwischen dem Sieb 3 und der Innenwand des Rohres 2 ein. Durch Stege 8 ist die Siebfläche in acht Segmente unterteilt.

In Fig. 3 ist eine in sechs Segmente unterteilte Siebfläche gezeigt, wobei drei Segmente mit Turbinenschaufeln 7 bestückt sind. Es ist auch möglich, die Siebfläche in mehr oder weniger mit Turbinenschaufeln 7 bestückte Segmente zu unterteilen. Dabei ist lediglich darauf zu achten, daß die effektive Siebfläche möglichst groß ist.

Das Drehmoment ist bei gegebener Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers u. a. durch die Anzahl und die Größe der Turbinen­ schaufeln 7 festgelegt, so daß zusätzliche Steuereinrichtungen eingespart werden. Der Flächenanteil der Turbinenschaufeln 7 ist mindestens etwa 1/10 der Gesamtfläche des Siebes 3. Dabei werden einige Umläufe des Siebes 3 pro Minute erreicht.

In Fig. 4 ist ein in vier Segmente unterteiltes Sieb 3 mit turbinenschaufelartig ausgebildeten radialen Siebstäben 9 dargestellt. Das Drehmoment ist von einem Verdrehwinkel der Siebstäbe 9 gegen die Stömungsrichtung abhängig. Möglich ist auch, die Siebstäbe 9 nur an ihrem äußeren Ende turbinenschau­ felartig auszubilden.

Das Medium, beispielsweise Kühlwasser, strömt in Richtung des Pfeils 10 durch das Sieb 3. Dabei werden grobe Verunreinigungen vom Sieb 3 aufgefangen. Ein Teil der kinetischen Energie der Strömung wird im Sieb 3 in Rotationsenergie umgesetzt. Zur Verminderung des Strömungswiderstandes sind die Nabe 6 und der Mittelteil der Halterung 5 stromlinienförmig ausgebildet.

Eine auf der Zuströmseite des Siebes 3 ortsfeste Rückspülein­ richtung 11 deckt bis zur Nabe 6 jeweils ein Segment des sich drehenden Siebes 3 und die daran befestigten Turbinenschaufeln 7 ab. Dabei ist der abgedeckte Teil des Siebes 3 vom Strömungsdruck isoliert. Eine Trennung der einzelnen Segmente vom Kühlwasser­ strom wird durch elastische Dichtlippen 12 an den Stegen 8 un­ terstützt.

Der Druck innerhalb der Rückspüleinrichtung 11 ist gegenüber dem Druck hinter dem Sieb 3 abgesenkt, so daß ein gerichteter Rückspülstrom in Richtung des Pfeils 13 entsteht. Dabei werden an der Zuströmseite des gerade abgedeckten Segments schwebende oder haftende Anlagerungen mit dem Rückspülstrom aus dem Rohr 2 entfernt und durch eine Rohrleitung 14 zu einem Kühlwasseraus­ lauf (nicht dargestellt) geführt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Ein in Strömungsrichtung gewölbtes Sieb 3 ist wie oben beschrieben im Rohr 2 gehaltert. Auf der Rück­ seite des Siebes 3 sind Turbinenschaufeln 7 befestigt, so daß Verunreinigungen die Turbinenschaufeln 7 nicht mehr erreichen. Die dem Sieb 3 zugewandte Seite der Rückspüleinrichtung 11 ist an die gewölbte Oberfläche des Siebes 3 angepaßt, so daß auch hier jeweils ein Segment des Siebes 3 gegen den Kühlmittelstrom ab­ gedeckt ist und infolge des abgesenkten Druckes in der Rück­ spüleinrichtung 11 gespült wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in Rohre 2 mit Nenn­ weiten über 0,8 m, insbesondere 1,5 m bis 2,5 m, eingebaut wer­ den.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Auffangen grober Verunreinigungen in einem strömenden Medium, insbesondere im Kühlwasser von Kraftwerken, mit einem Sieb und einer Rückspüleinrichtung, wobei die Rück­ spüleinrichtung auf der Zuströmseite des Siebes jeweils ein Siebsegment abdeckt, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Sieb um eine parallel zur Strömungsrichtung verlaufende Achse drehbar gelagert ist,
• - daß das Sieb gleichzeitig Turbinenläufer einer Axialturbine ist und
• - daß die Rückspüleinrichtung auf der Zuströmseite ortsfest vor dem sich drehenden Sieb angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß radiale Stäbe im Sieb mindestens an ihrem äußeren Ende Turbinenschaufeln sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sieb mit von seinem Umfang radial nach innen gerichteten hinter der Siebfläche angeordneten Tur­ binenschaufeln bestückt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sieb an seinem Umfang mindestens in einigen Sektoren, vorzugsweise drei Sektoren, mit Turbinen­ schaufeln versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zehntel der Siebfläche Turbinenschaufelfläche ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Sieb tragende Achse in einer aus drei Armen bestehenden stern­ förmigen Halterung befestigt ist, die ihrerseits fest mit das strömende Medium führenden Kanalwänden verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch­ messer des Siebes größer als 0,8 m, insbesondere 1,5 m bis 2,5 m, ist.